Question

14．王大剛同學和家人在郊外野餐，用木炭燒水．鐵鍋內裝有5kg水，把水從18℃加熱至98℃，已知木炭的熱值為3.4×10⁷J/kg，它燃燒放出的熱有10%被水吸收，求：
（1）在這個過程中水吸收的熱量？
（2）在這個過程中用掉多少木炭？

Answer 1

分析 （1）由熱量公式Q_吸=cm△t計算水吸收的熱量；
（2）根據效率公式計算出木炭需放出的熱量，由Q_放=mq得m=$\frac{{Q}_{放}}{q}$計算需要木炭的質量．

解答 解：
（1）水吸收的熱量：
Q_吸=cm_水（t-t₀）=4.2×10³J/（kg•℃）×5kg×（98℃-18℃）=1.68×10⁶J；
（2）由η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$得木炭燃燒需放出熱量：
Q_放=$\frac{{Q}_{吸}}{η}$=$\frac{1.68×1{0}^{6}J}{10%}$=1.68×10⁷J，
由Q_放=mq得需要的木炭：
m_木炭=$\frac{{Q}_{放}}{q}$=$\frac{1.68×1{0}^{7}J}{3.4×1{0}^{7}J/kg}$=0.49kg．
答：（1）在這個過程中水吸收1.68×10⁶J的熱量；
（2）在這個過程中用掉0.49kg木炭．

點評 本題利用了燃料完全燃燒放熱公式Q_放=mq、Q_吸=cm△t和η=$\frac{{Q}_{吸}}{{Q}_{放}}$進行計算．在利用公式時，要注意每個字母表示的物理量及其單位．